TWI411590B - 光學玻璃、加壓成形用預成形物、和該製造方法、及光學元件和該製造方法 - Google Patents

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Description

光學玻璃、加壓成形用預成形物、和該製造方法、及光學元件和該製造方法
本發明關於一種氟磷酸光學玻璃、加壓成形用預成形物、製造該加壓成形用預成形物的方法、光學元件和製造該光學元件的方法。
氟磷酸玻璃作為一種低色散玻璃是非常有用的。作為這種氟磷酸玻璃，已知的是特表平3－500162號公報中描述的玻璃。
當在加熱下熔融氟磷酸玻璃用原料，並將獲得的熔融玻璃成型為玻璃產品時，熔融玻璃中的氟從具有高溫的玻璃表面蒸發，從而玻璃產品具有形成於其表面附近的層中的、稱為“條紋”的光學不均勻部分。
在將熔融玻璃成型為玻璃產品中，使熔融玻璃流出管子並模鑄到模型等中來獲得玻璃產品。在這種情況下，流出的玻璃的溫度越高，氟蒸發得就越多，從而在更大程度上出現條紋。為了減少條紋的出現，需要降低流出玻璃的溫度。然而，當降低此溫度時，流出的玻璃具有高的黏度，從而就牽涉cast到一個問題，即當將塊(gob)與熔融玻璃流分離時，優異分離熔融玻璃塊是困難的。
為了克服上述問題，需要提供一種顯示適合於在低溫下成型的黏度的玻璃。這種玻璃不僅具有用於熔融玻璃成型的低溫，而且具有降低的玻璃轉變溫度，因此其適合於可以高效提供具有相對複雜結構的光學元件如非球面透鏡而不依靠研磨和抛光的精密加壓成形方法。
已經在上述情況下創造了本發明，本發明的一個目的是提供一種適合於由其熔融玻璃形成優質玻璃，並進一步適合於精密加壓成形的低色散光學玻璃。
本發明的另一個目的是提供一種由上述玻璃形成的加壓成形用預成形物及其製造方法，本發明的再一個目的是提供一種由上述玻璃形成的光學元件及其製造方法。
根據用於實現上述目的的本發明，提供；(1)一種光學玻璃，其是一種氟磷酸玻璃，作為必要陽離子成分，包括P5 ＋ 、Al3 ＋ 、選自Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 中的至少兩種作為二價陽離子成分(R2 ＋ )，和Li＋ ，以陽離子%計，其包括：10－45%的P5 ＋ 、5－30%的Al3 ＋ 、0－20%的Mg2 ＋ 、0－25%的Ca2 ＋ 、0－30%的Sr2 ＋ 、0－33%的Ba2 ＋ 、1－30%的Li＋ 、0－10%的Na＋ 、0－10%的K＋ 、0－5%的Y3 ＋ 和0－15%的B3 ＋ 、F－ 含量與F－ 和O2 － 總含量的莫爾比F－ /(F－ ＋O2 － )為0.25－0.85，該光學玻璃的折射率(Nd )為1.40－1.58，阿貝數(vd )為67－90，(2)如上面(1)中列舉的光學玻璃，其含Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 中的至少兩種作為二價陽離子成分(R2 ＋ )，(3)如上面(1)中列舉的光學玻璃，其中作為二價陽離子成分(R2 ＋ )的Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 的總含量至少為1陽離子%，(4)如上面(1)中列舉的光學玻璃，其中作為二價陽離子成分(R2 ＋ )的Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 中每一種的含量都至少為1陽離子%，(5)一種光學玻璃，其是一種氟磷酸玻璃，並在700℃或更低的溫度下顯示30 dPa．s的黏度，(6)如上面(5)中列舉的光學玻璃，其含1－30陽離子%的Li＋ ，(7)如上面(1)或(5)中列舉的光學玻璃，其供精密加壓成形之用，(8)一種加壓成形用預成形物，是由上面(1)或(5)中列舉的光學玻璃形成的，(9)一種加壓成形用預成形物，其是由玻璃轉變溫度為450℃或更低的氟磷酸光學玻璃形成的，並供精密加壓成形之用，(10)如上面(8)或(9)中列舉的加壓成形用預成形物，其整個表面是通過使熔融狀態的玻璃固化形成的，(11)一種製造加壓成形用預成形物的方法，該方法包括使熔融玻璃流出管子，分離具有預定重量的熔融玻璃塊，和在玻璃冷卻過程中將所述玻璃塊成型為上面(8)或(9)中列舉的預成形物，(12)一種如上面(11)中列舉的製造加壓成形用預成形物的方法，其中在成型預成形物之後通過蝕刻除去所述預成形物表面，(13)一種如上面(11)中列舉的製造加壓成形用預成形物的方法，其中在成型預成形物之後通過研磨和抛光除去所述預成形物表面，(14)一種製造加壓成形用預成形物的方法，該方法包括將熔融玻璃成型為玻璃成型體和機械加工所述玻璃成型體，從而製造上面(8)或(9)中列舉的預成形物，(15)一種光學元件，是由上面(1)或(5)中列舉的光學玻璃形成的，(16)一種製造光學元件的方法，該方法包括加熱並精密加壓成形上面(8)或(9)中列舉的預成形物或通過上面(11)或(14)中列舉的方法製造的預成形物，(17)一種如上面(16)中列舉的製造光學元件的方法，其中將所述預成形物引入加壓成形模具中，一起加熱所述加壓成形模具和該預成形物以進行精密加壓成形，和(18)一種如上面(16)中列舉的製造光學元件的方法，其中將加熱後是熱的所述預成形物引入到預加熱的加壓成形模具中以進行精密加壓成形。
根據本發明，可以提供一種適合於用熔融玻璃成型優質玻璃，並進一步適合於精密加壓成形的低色散光學玻璃。
根據本發明，還可以提供由上述玻璃形成的精密加壓成形用預成形物及其製造方法，也提供由上述玻璃形成的光學元件及其製造方法。
 [光學玻璃]
本發明光學玻璃的第一個實施方案(在下文中，稱為“光學玻璃I”)是一種氟磷酸玻璃，作為必要陽離子成分，包括P5 ＋ 、Al3 ＋ 、選自Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 中的至少兩種作為二價陽離子成分(R2 ＋ )，和Li＋ ，以陽離子%計，其包括：10－45%的P5 ＋ 、5－30%的Al3 ＋ 、0－20%的Mg2 ＋ 、0－25%的Ca2 ＋ 、0－30%的Sr2 ＋ 、0－33%的Ba2 ＋ 、1－30%的Li＋ 、0－10%的Na＋ 、0－10%的K＋ 、0－5%的Y3 ＋ 和0－15%的B3 ＋ 、F－ 含量與F－ 和O2 － 總含量的莫爾比F－ /(F－ ＋O2 － )為0.25－0.85，該光學玻璃的折射率(Nd )為1.40－1.58，阿貝數(vd )為67－90。
本發明的光學玻璃I較佳為含Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 中的至少兩種作為二價陽離子成分(R2 ＋ )。
而且，在本發明的光學玻璃I中，較佳為，作為二價陽離子成分(R2 ＋ )的Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 的總含量至少為1陽離子%。更較佳為，作為二價陽離子成分(R2 ＋ )的Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 中每一種的含量都至少為1陽離子%。
在下文中，將就上述光學玻璃I的組成對其進行詳細說明。對於將在下文中描述的陽離子成分含量，%表示基於莫爾比的陽離子%，對於將在下文中描述的陰離子成分含量，%表示基於莫爾比的陰離子%。
基本上將光學玻璃I分成光學玻璃Ia和光學玻璃Ib，在光學玻璃Ia中，F－ 含量與F－ 和O2 － 總含量的莫爾比F－ /(F－ ＋O2 － )為0.50－0.85，其阿貝數(vd )為75－90，在光學玻璃Ib中，F－ 含量與F－ 和O2 － 總含量的莫爾比F－ /(F－ ＋O2 － )為0.25－0.50(不包括0.50)，其阿貝數(vd )為67－75(不包括75)。為了獲得此光學玻璃Ia和Ib，光學玻璃Ia中陽離子成分含量的較佳為範圍與光學玻璃Ib中陽離子成分含量的較佳為範圍之間存在差異。
P5 ＋ 是一種作為玻璃網路形成體的重要陽離子成分。當其含量低於10%時，玻璃穩定性降低。當其多於45%時，因為需要以來自磷酸鹽的氧化物的形式作為新原料引入P5 ＋ ，所以氧的含量巨大，從而無法滿足預定的光學性能。因此，將P5 ＋ 的含量限制為10－45%。為了獲得光學玻璃Ia，P5 ＋ 的含量較佳為10－40%，更較佳為10－35%，更加較佳為12－35%，仍更佳為20－35%，最佳為20－30%。為了獲得光學玻璃Ib，P5 ＋ 的含量較佳為25－45%，更較佳為25－40%，更加較佳為30－40%。使用PCl5 來引入P5 ＋ 是不合適的，因為PCl5 腐蝕用作熔融槽材料的鉑並強烈揮發，從而防礙穩定製造。較佳為以磷酸鹽的形式引入P5 ＋ 。
Al3 ＋ 是一種提高氟磷酸玻璃穩定性的成分。當其含量低於5%時，玻璃穩定性降低。當其多於30%時，玻璃轉變溫度(Tg)和液相線溫度(LT)大大升高，因此成型溫度升高。在這種情況下，由於在成型階段中表面揮發導致強烈產生條紋，因此不能再製造均勻的玻璃成型產品，特別是加壓成形用預成形物。將Al3 ＋ 的含量限制在5－30%。為了獲得光學玻璃Ia，Al3 ＋ 的含量較佳為7－30%，更較佳為8－30%，更加較佳為10－30%，仍更較佳為15－25%。為了獲得光學玻璃Ib，Al3 ＋ 的含量較佳為5－20%，更較佳為5－12%。
作為二價陽離子成分(R2 ＋ )的Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 在引入時用於提高玻璃穩定性。在這些成分中，引入兩種或更多種，更較佳為，引入Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 中的至少兩種。為了進一步提高二價陽離子成分(R2 ＋ )的效果，較佳為，將Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 和Ba2 ＋ 的總含量調整為1陽離子%或更多。此外，當這些成分中每一種的含量都超過其上限時，穩定性急劇變差。雖然可以相對大量地引入Ca2 ＋ 和Sr2 ＋ ，但是當大量引入時，Mg2 ＋ 和Ba2 ＋ 特別使穩定性變差。然而，因為Ba2 ＋ 是一種可以實現高折射率，同時保持低色散的成分，所以較佳為引入大量的Ba2 ＋ ，只要不損害玻璃的穩定性即可。因此，將Mg2 ＋ 的含量限制為0－20%，並且為了獲得光學玻璃Ia，Mg2 ＋ 的含量較佳為1－2o%，更較佳為3－17%，更加較佳為3－15%，仍更較佳為5－15%，特別較佳為5－10%。為了獲得光學玻璃Ib，Mg2 ＋ 的含量較佳為0－15%，更較佳為0－12%，更加較佳為1－10%。
而且，Ca2 ＋ 的含量為0－25%。為了獲得光學玻璃Ia，Ca2 ＋ 的含量較佳為1－25%，更較佳為3－24%，更加較佳為3－20%，仍更較佳為5－20%，特別較佳為5－16%。為了獲得光學玻璃Ib，Ca2 ＋ 的含量較佳為0－15%，更較佳為1－10%。
而且，Sr2 ＋ 的含量為0－30%，並且為了獲得光學玻璃Ia，Sr2 ＋ 的含量較佳為1－30%，更較佳為5－25%，更加較佳為7－25%，仍更較佳為8－23%，進一步更較佳為9－22%，特別較佳為10－20%。為了獲得光學玻璃Ib，Sr2 ＋ 的含量較佳為0－15%，更較佳為1－15%，更加較佳為1－10%。
Ba2 ＋ 的含量為0－33%，並且為了獲得光學玻璃Ia，Ba2 ＋ 的含量較佳為0－30%，更較佳為0－25%，更加較佳為1－25%，仍更較佳為1－20%，進一步更較佳為3－18%，進一步更較佳為5－15%，特別較佳為8－15%。為了獲得光學玻璃Ib，Ba2 ＋ 的含量較佳為0－30%，更較佳為10－30%，更加較佳為15－30%，仍更較佳為15－25%。
Li＋ 是一種用於降低玻璃轉變溫度(Tg)而不損害玻璃穩定性的重要成分。然而，當其含量低於1%時，上述效果不充分。當其多於30%時，損害玻璃的耐久性，並且，同時使玻璃的加工性能變差。因此，將Li＋ 的含量限制為1－30%，該含量較佳為2－30%，更較佳為3－30%，更加較佳為4－30%。為了獲得光學玻璃Ia，Li＋ 的含量較佳為4－25%，更較佳為5－25%，而為了獲得光學玻璃Ib，該含量較佳為5－30%，更較佳為10－25%。
Na＋ 和K＋ 與Li＋ 一樣分別對降低玻璃轉變溫度(Tg)起作用，雖然它們比Li＋ 易於使玻璃的熱膨脹係數變大。而且，與LiF相比，NaF和KF具有非常大的水溶解度，從而使玻璃的耐水性變差，因此將Na＋ 和K＋ 中每一種的含量都限制為0－10%。在光學玻璃Ia和Ib的任何一種中，Na＋ 和K＋ 中每一種的含量都較佳為0－5%，更較佳為，不引入它們。
Y3 ＋ 對提高玻璃的穩定性和耐久性起作用。當Y3 ＋ 的含量多於5%時，將相反地使穩定性變差，並且玻璃轉變溫度(Tg)也在很大程度上升高，因此將Y3 ＋ 的含量限制為0－5%。為了獲得光學玻璃Ia，Y3 ＋ 的含量較佳為0－3%，更較佳為0.5－3%，而為了獲得光學玻璃Ib，Y3 ＋ 的含量為0－4%，更較佳為0－3%，更加較佳為0.5－3%。
B3 ＋ 是一種玻璃形成成分，因此對玻璃具有穩定的作用。然而，當引入過量時，其使玻璃的耐久性變差，並且隨著B3 ＋ 含量的增加，玻璃中O2 － 的含量增加，因此難以獲得預定的光學性能。因此，將B3 ＋ 的含量限制為0－15%。然而，因為在熔融階段其容易以BF3 的形式揮發，並因此造成條紋，所以較佳為將光學玻璃Ia和Ib中的B3 ＋ 的含量都限制為0－10%，更較佳為限制為0－5%。當傾向於減少玻璃的揮發時，較佳為將B3 ＋ 的含量限制在0－0.5%，更較佳為不引入B3 ＋ 。
為了穩定地製造高質量光學玻璃，較佳為將光學玻璃Ia和Ib每一種中的P5 ＋ 、Al3 ＋ 、Mg2 ＋ 、Ca2 ＋ 、Sr2 ＋ 、Ba2 ＋ 、Li＋ 和Y3 ＋ 的總含量，以陽離子%計，都調整為大於95%，更較佳為大於98%，更加較佳為大於99%，仍更較佳為大於100%。
本發明的光學玻璃I可以含除上述陽離子成分以外的、不損害本發明目的量的鑭系元素如Ti、Zr、Zn、La、Gd等作為陽離子成分。
而且，為了玻璃的穩定性可以引入Si4 ＋ 。然而，因為使用低溫來熔融光學玻璃，所以當過量引入時，Si4 ＋ 會不熔融，或在熔融階段中出現較大程度的揮發，從而損害製造穩定性。因此，在光學玻璃Ia和Ib中的每一種中，較佳為都將Si4 ＋ 的含量限制為0－10%，更較佳為0－8%，更加較佳為0－5%。
對於陰離子成分的含量比，為了獲得具有優異穩定性，同時實現所需光學性能的光學玻璃，將F－ 含量與F－ 和O2 － 總含量的莫爾比F－ /(F－ ＋O2 － )調整為0.25－0.85。在光學玻璃Ia中，較佳為將上述莫爾比調整為0.50－0.85，而在光學玻璃Ib中，較佳為將上述莫爾比調整為0.25－0.50(不包括0.50)，較佳為0.27－0.45，更較佳為0.30－0.45。而且，在光學玻璃Ia和Ib的每一種中，較佳為，都將整個陰離子含量中F－ 和O2 － 的總含量調整為100%。
在本發明的光學玻璃I中，折射率(Nd )為1.40－1.58，阿貝數(vd )為67－90，較佳為70－90。而且，在光學玻璃Ia中，上述阿貝數(vd )為75－90，較佳為79－89，而在光學玻璃Ib中，上述阿貝數(vd )為67－75(不包括75)。
除非加入著色劑，否則光學玻璃I在可見光區顯示高的透射率。當用本發明的光學玻璃I製備具有彼此平行的平坦表面且厚度為10 mm的樣品，並且使光從與上述表面垂直的方向進入樣品時，本發明光學玻璃I的透射率(排除在樣品表面上的反射損失)在400－2,000 nm波長處為至少80%，較佳為至少95%。
本發明的光學玻璃I具有特定的Li＋ 含量，其具有470℃或更低，較佳為430℃或更低的玻璃轉變溫度(Tg)。
而且，因為從鹼金屬離子中主要引入Li＋ ，所以本發明的光學玻璃I具有相對小的熱膨脹係數，並且還顯示相對出案的耐水性。因此，可以通過抛光將該玻璃形成為加壓成形用預成形物，或者可以通過加工形成具有光滑玻璃表面的優質光學元件。
本發明的光學玻璃I顯示優異的耐水性和化學穩定性。因此，當製造加壓成形用預成形物，並且在加壓成形前長期貯存時，預成形物都不會經受任何表面改變。而且，因為由本發明光學玻璃I形成的光學元件也不容易在表面上發生變化，所以可以以在表面上沒有霧濁的完好狀態長期使用該光學元件。
而且，根據本發明的光學玻璃I，與具有與本發明光學玻璃I的光學常數相等的光學常數但不含Li的玻璃相比，玻璃熔融溫度可以下降約50℃，因此可以降低或克服在熔融階段中由來自槽的鉑溶解所引起的缺陷如玻璃著色、氣泡夾雜和條紋。
當流出時，氟磷酸玻璃通常具有高的黏度，並具有以下缺陷。當將具有預定重量的熔融玻璃塊與流出的氟磷酸玻璃的熔融玻璃分離並成型為某種形狀時，該玻璃從分離部分開始形成細絲，絲狀部分殘留在該玻璃塊表面上，從而形成凸出物。當通過降低流出玻璃的黏度來試圖克服上述缺陷時，需要提高流出玻璃的溫度，因此就牽涉到上述問題，即因為加速了氟從玻璃表面揮發，所以強烈造成條紋。
在本發明的光學玻璃I中，降低適合於熔融玻璃成型的溫度以克服上述問題，為此，這樣確定其玻璃組成，即玻璃顯示預定黏度時的玻璃溫度低於常規氟磷酸玻璃的該溫度。玻璃轉變溫度遠低於成型熔融玻璃的溫度，並且當玻璃具有低的玻璃轉變溫度時，也可以降低上述成型熔融玻璃的溫度。因此，為了克服在成型階段中形成絲、條紋等，調整玻璃組成以使玻璃具有上述範圍的玻璃轉變溫度。
而且，當降低玻璃轉變溫度時，可以降低加壓成形，特別是精密加壓成形中加熱預成形物的溫度，因此，可以產生減輕玻璃與加壓成形模具之間反應或可以增加加壓成形模具壽命的效果。
因此，本發明的光學玻璃I適合於作為加壓成形用玻璃材料，特別是作為精密加壓成形用玻璃材料。
此外，可以通過準備磷酸鹽材料、氟化物材料等，稱量這些材料，混合它們，將混合物供給到由鉑合金製造的熔融槽中，進行加熱、熔融、澄清和均化，使生成的玻璃流出管子並成型(模製)玻璃來獲得本發明的光學玻璃。
接著，說明本發明光學玻璃的第二個實施方案(在下文中，稱為“光學玻璃II”)。
本發明的光學玻璃II是一種氟磷酸玻璃，並具有如下特性，即該玻璃顯示30 dPa．s的黏度時的溫度為700℃或更低。
與光學玻璃I一樣，在光學玻璃II中，含1－30陽離子%Li＋ 的玻璃是較佳為的，含2－30陽離子%Li＋ 的玻璃是更較佳為的，含3－30陽離子%Li＋ 的玻璃是更加較佳為的，含4－30陽離子%Li＋ 的玻璃是仍更較佳為的。
光學玻璃II的較佳為玻璃組成和光學常數與光學玻璃I的玻璃組成和光學常數一樣。因此，光學玻璃II的較佳為玻璃成分、它們的含量、光學常數及其它性能也與上述光學玻璃I的相應部分一樣。不必要求光學玻璃II滿足所有對光學玻璃I玻璃成分的種類和含量的要求。光學玻璃II較佳為滿足一些對構成光學玻璃I的玻璃成分的種類和含量的要求，更較佳為其滿足所有要求。
本發明的光學玻璃II克服了形成熔融玻璃絲、條紋等問題。
可以通過提高預成形物成型溫度(熔融玻璃剛流出後的溫度)以降低玻璃的黏度來克服在成型階段中上述絲的形成。另一方面，較佳為降低預成形物成型溫度以減少或防止成型階段中的條紋。任何常規氟磷酸玻璃都難以滿足這兩個要求。然而，本發明人已經發現：可以防止絲形成時的預成形物成型溫度(玻璃剛流出後的溫度)的下限相當於玻璃顯示30 dPa．s的黏度時的溫度，並且通過提供在700℃或更低下顯示上述黏度的光學玻璃可以減少或防止條紋，同時防止絲的形成。
此外，光學玻璃I也較佳為在700℃或更低的溫度下顯示30 dPa．s的黏度，光學玻璃I和II更較佳為在680℃或更低的溫度下都顯示30 dPa．s的黏度。
[加壓成形用預成形物及其製造方法]
本發明加壓成形用預成形物的第一個實施方案具有的特性是其是由本發明的光學玻璃形成的。
當在本文中使用時，預成形物指的是通過將重量等於作為成品的加壓成形產品重量的玻璃預成型為適合於加壓成形的形狀而獲得的產品。
例如，為了製造具有一個旋轉對稱軸且對於圍繞此旋轉對稱軸的任何旋轉角都對稱的加壓成形產品如透鏡，較佳為成型也具有一個旋轉對稱軸且也對於圍繞此旋轉對稱軸的任何旋轉角都對稱的預成形物或成型具有球形形狀的預成形物。而且，當進行加壓成形時，因為在於加壓成形模具的成型面與預成形物的表面之間含有環境氣氛氣體的狀態下進行加壓成形，所以會降低加壓成形製品的形狀精度。為了防止這種現象，理想地，通過考慮加壓成形模具成型面的曲率來確定預成形物表面的曲率。本發明的加壓成形用預成形物特別適合作為精密加壓成形用預成形物。當使用本發明的加壓成形用預成形物作為精密加壓成形用預成形物時，可以在預成形物的整個表面上形成在精密加壓成形階段中具有使玻璃在加壓成形模具中充分擴展的功能的已知膜或用於提高模型脫模性的已知膜。
本發明加壓成形用預成形物的第二個實施方案(在下文中，稱為“預成形物II”)具有這樣的特性，即其是由玻璃轉變溫度為450℃或更低的氟磷酸玻璃形成的，並在精密加壓成形中使用。在本發明的預成形物II中，玻璃轉變溫度較佳為440℃或更低，更較佳為430℃或更低，更加較佳為420℃或更低，仍更較佳為410℃或更低，進一步較佳為400℃或更低。
雖然氟磷酸玻璃通常具有低的玻璃轉變溫度，但是構成預成形物II的氟磷酸玻璃是一種具有特別低的玻璃轉變溫度的玻璃。因為氟磷酸玻璃通常具有低的玻璃轉變溫度，所以認為氟磷酸玻璃用於精密加壓成形沒有特別的問題。然而，難以通過精密加壓成形以高的產率由其製造光學元件。其原因如下。一般的氟磷酸玻璃具有高於460℃至600℃的玻璃轉變溫度，並且這種氟磷酸玻璃具有適合於精密加壓成形的狹窄溫度範圍。因此，當在精密加壓成形階段中即使稍微降低玻璃溫度時，玻璃也會破碎。當即使稍微升高玻璃溫度時，玻璃起泡，從而不能再獲得優質光學元件。
相比之下，根據本發明的預成形物II，控制玻璃轉變溫度以使其為450℃或更低，因此可以拓寬精密加壓成形用溫度設計範圍，並可以穩定地製造不會發生破碎和起泡的光學元件。
而且，因為降低了玻璃轉變溫度，所以可以降低精密加壓成形之後退火的溫度。退火是在低於玻璃轉變溫度10－50℃的溫度範圍下進行的，因此退火的最佳溫度與玻璃轉變溫度一起改變。當退火溫度很高時，精密加壓成形產品表面上存在的氟部分地被環境大氣中的氧替代，從而光學元件表層的折射率稍有增加。此現象受退火溫度水平的影響。為了在光學元件上形成光學多層膜如增透膜，依照玻璃的光學性能設計最佳的光學多層膜。即使設計了這種最佳光學多層膜，但由於表層折射率的上述變化也導致實際形成的光學多層膜偏離最佳的膜。
然而，因為使用了本發明的預成形物II，所以可以降低退火溫度，因此可以抑制上述氧替代氟，這樣可以保證光學元件表面的折射率不改變。因此，可以基於玻璃的光學性能優化光學多層膜的設計。而且，由於使用預成形物II，可以降低精密加壓成形的溫度，因此可以減少在精密加壓成形前溫度升高所需的時間和在精密加壓成形後降低玻璃模製產品溫度所需的時間，而這可以使生產率提高。為了控制本發明預成形物II的玻璃轉變溫度以使其為450℃或更低，較佳為引入Li陽離子作為玻璃成分，更較佳為將Li陽離子的含量調整為1－30陽離子%。而且，理想地，這樣確定陰離子成分的含量，即F－ 含量與F－ 和O2 － 總含量的莫爾比F－ /(F－ ＋O2 － )為0.25－0.85。構成本發明預成形物II的氟磷酸酸鹽光學玻璃較佳為滿足上述對光學玻璃I成分要求中的一個或一些，更較佳為滿足所有上述要求。
預成形物II較佳為是具有預成形物I的構造的預成形物，即由本發明的光學玻璃形成的預成形物。
而且，預成形物I和II中的每一個的整個表面都較佳為是通過使熔融狀態的玻璃固化形成的表面。
當用具有以下透射率特徵的氟磷酸玻璃構成預成形物I和II中的每一個時，可以通過精密加壓成形製造適合作為諸如透鏡、稜鏡、繞射光柵等光學元件的無色透明光學元件，所述透射率特徵是在370－700 nm的整個波長區域中，轉換成10 mm厚玻璃的外部透射率為80%或更高。
下面將說明本發明提供的製造加壓成形用預成形物的方法。
本發明提供的製造加壓成形用預成形物的方法的第一個實施方案(在下文中，稱為“預成形物製造方法I”)包括使熔融玻璃流出管子，分離具有預定重量的熔融玻璃塊，和在玻璃冷卻過程中將該玻璃塊成型為由上述本發明的光學玻璃形成的預成形物。
與已經描述的一樣製備上述熔融玻璃。使熔融玻璃連續並以恒定的速率流出由鉑合金或鉑製造的管子，該管子通過電加熱方法、高頻電介質加熱方法或組合這兩種方法的加熱方法加熱至預定溫度。將重量等於一個預成形物重量的熔融玻璃塊或重量為在一個預成形物的重量上加上待通過後述除去的一部分的重量而獲得的重量的熔融玻璃塊從流出的熔融玻璃分離。當分離熔融玻璃塊時，理想的是不使用切割刀片，因此不殘留切割痕迹。例如，較佳為使用使熔融玻璃從管子的出口落下的方法，或這樣一種方法，其中用支撐物支撐流出的熔融玻璃的前端，在可以分離具有預定重量的熔融玻璃塊時迅速向下移動該支撐物，從而通過利用熔融玻璃的表面張力將熔融玻璃塊與熔融玻璃塊的前端分離。
此外，當將使熔融玻璃流出的溫度設定在700℃或更低的溫度下時，在700℃或更低的溫度下顯示30 dPa．s黏度的玻璃不顯現任何由上述熔融玻璃分離所引起的絲形成現象。
在玻璃冷卻過程中，在預成形物成型模型的凹入部分上將分離的熔融玻璃塊成型為預定的形狀。在這種情況下，為了防止在玻璃冷卻的過程中在預成形物表面上形成皺褶或防止稱為裂紋的玻璃損壞，較佳為，在將氣壓向上施加到位於凹入部分上的玻璃塊上的狀態下進行成型。
在玻璃溫度降低至玻璃不因外力而變形的溫度範圍後，從預成形物成型模型中取出預成形物，並逐漸冷卻。
為了降低氟從玻璃表面中揮發，較佳為在乾燥氣氛(乾燥氣氛具有－50℃或更低的露點)中使玻璃流出並成型預成形物。
雖然上述本發明的光學玻璃不容易具有條紋，但是如果預成形物在其表面上具有輕微的條紋，則通過蝕刻或抛光除去表層，因為條紋局部地存在於表層中，因此可以得到沒有條紋的、光學上高度均勻的預成形物。
當進行上述蝕刻時，可以將預成形物浸在酸或堿的蝕刻溶液中，或將這種蝕刻溶液噴射在預成形物的整個表面上以這樣除去表層，即除去預成形物的整個表面。在蝕刻之後，清潔並乾燥預成形物。
當通過抛光除去表層時，理想的是這樣除去表層，即除去預成形物的整個表面。抛光適合於球形預成形物或具有平坦表面的預成形物，而蝕刻與形狀無關，可以應對各種形狀。
在蝕刻和抛光中任何一種的情況下，理想的是分離具有通過將待除去的表層的重量加到一個預成形物的重量上而獲得的重量的熔融玻璃塊以在除去表層後具有預定重量。
本發明提供的製造加壓成形用預成形物的方法的第二個實施方案(在下文中，稱為“預成形物製造方法II”)包括將熔融玻璃成型為玻璃成型體和機械加工該玻璃成型體，從而製造由本發明的光學玻璃形成的預成形物。
與已經描述的一樣製備上述熔融玻璃。預成形物製造方法I中除去預成形物整個表面的方法也相當於機械加工玻璃成型體的預成形物製造方法II。下面將說明預成形物製造方法I中提到的以外的方法。
首先，使熔融玻璃連續流出管子，從而將其模鑄到鑄模中。待使用的鑄模具有平底和每個由側壁形成的三個側面，一個側面開口。這樣設置並固定鑄模，使得與開口側和底部相鄰的兩個側壁彼此平行相對，底面的中心位於管子出口的正下方，並且水平安置底面。使流入鑄模中的熔融玻璃在由側壁圍繞的區域中擴展以具有均勻的厚度，以恒定的速率沿水平方向從開口側的開口中取出冷卻的玻璃。將取出的成型材料轉移到退火爐中並退火。以此方式獲得由本發明光學玻璃形成的片狀玻璃成型體，並具有恒定的寬度和恒定的厚度。
然後，切割或分開該片狀玻璃成型體，從而將其分成許多稱為“切片”的玻璃片，研磨並抛光該玻璃片，從而完成各具有預定重量的加壓成形用預成形物。
作為另一種方法，這樣將具有圓柱形通孔的鑄模排列並固定在管子出口的正下方，使通孔的中心軸處於垂直方向上。在這種情況下，較佳為，這樣排列鑄模，即將通孔的中心軸置於管子出口的正下方。然後，使熔融玻璃從管子流入到鑄模的通孔中，從而用玻璃填充該通孔，以恒定的速率從通孔的下端開口部分垂直向下取出固化的玻璃，並逐漸冷卻，從而獲得圓柱棒狀的玻璃成型體。退火這樣獲得的玻璃成型體，然後從與該圓柱棒狀玻璃成型體的中心軸垂直的方向切割或分開，從而獲得許多玻璃片。然後，研磨並抛光玻璃片，從而完成各具有預定重量的加壓成形用預成形物。
預成形物製造方法I和II都適合作為製造精密加壓成形用預成形物的方法，因為它們能夠製造重量精度高的優質預成形物。
[製造光學元件的方法]
本發明的光學元件具有的特性是其是由本發明的光學玻璃形成的。本發明的光學元件是由上述本發明的光學玻璃形成的，因此可以提供有效利用低色散的光學元件。而且，該光學元件是由耐水性和化學穩定性優異的玻璃形成的，因此可以提供沒有缺陷如由長期使用所引起的表面霧濁的光學元件。
光學元件對於其種類、形狀等沒有特別限制。該光學元件適合作為非球面透鏡、球面透鏡、微透鏡、透鏡陣列、稜鏡、繞射光柵、具有透鏡的稜鏡、具有繞射光柵的透鏡等。非球面透鏡和球面透鏡的具體例子包括凸彎月形透鏡、凹彎月形透鏡、雙凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡等。
從使用的觀點看，該光學元件適合作為用於構成圖像感測器件的光學元件，如數碼相機用透鏡、照相手機的照相機用透鏡、光學攝像鏡頭、准直管等。
光學元件的表面可以根據需要具有光學薄膜如增透膜。
下面將說明本發明提供的製造光學元件的方法。
本發明提供的製造光學元件的方法包括加熱本發明的加壓成形用預成形物或由本發明提供的加壓成形用預成形物製造方法製造的加壓成形用預成形物，和精密加壓成形該預成形物。
上述精密加壓成形也稱為“模製光學成型(mold optics molding)”，在本發明的領域中是衆所周知的。在光學元件中，將透射、折射、繞射或反射光的表面稱為光學功能表面(例如，透鏡表面如非球面透鏡的非球面表面或球面透鏡的球面相當於該光學功能表面)。在精密加壓成形中，將加壓成形模具成型面的形狀精確傳遞給玻璃，由此通過加壓成形可以形成光學功能表面，不需要使用研磨、抛光等機械加工工藝來完成該光學功能表面。
因此，本發明提供的製造光學元件的方法適合於製造光學元件如透鏡、透鏡陣列、繞射光柵、稜鏡等，並且其特別適合於極高效地製造非球面透鏡。
根據本發明提供的製造光學元件的方法，可以製造具有上述光學性能的光學元件，除此之外，因為玻璃的玻璃轉變溫度(Tg)低，所以可以降低加壓成形溫度，因此減少了對加壓成形模具成型面的破壞，並因此可以增加加壓成形模具的壽命。而且，因為構成預成形物的玻璃具有高的穩定性，所以即使在再加熱和壓制步驟中也可以有效地防止玻璃失透。而且，可以極高效地進行從熔融開始至以完成品結束的一系列步驟。
可以使用已知的加壓成形模具如通過在耐火陶瓷模型材料如碳化矽、氧化鋯、氧化鋁等的成型面上提供脫模膜獲得的加壓成形模具作為精密加壓成形用加壓成形模具。特別是，由碳化矽製造的加壓成形模具是較佳為的，可以使用含碳膜等作為脫模膜。考慮到耐久性和成本，碳膜是特別較佳為的。
在精密加壓成形中，理想地，在模製的過程中使用非氧化性氣體作為氣氛以使加壓成形模具的成型面保持在良好的狀態下。非氧化性氣體較佳為選自氮氣，氮氣與氫氣的混合物等。
本發明提供的用於製造光學元件的精密加壓成形包括以下兩個實施方案－精密加壓成形1和精密加壓成形2。
(精密加壓成形1)
精密加壓成形1是這樣一種方法，其中將上述預成形物引入到加壓成形模具中，一起加熱加壓成形模具和預成形物以進行精密加壓成形。
在上述精密加壓成形1中，將加壓成形模具和預成形物加熱至構成預成形物的玻璃顯示106 －101 2 dPa．s的黏度時的溫度來進行精密加壓成形。
而且，理想地，在從加壓成形模具中取出精密加壓成形產品前，較佳為將該精密加壓成形產品冷卻至上述玻璃顯示至少101 2 dPa．s、更較佳為至少101 4 dPa．s、更加較佳為至少101 6 dPa．s的黏度時的溫度。
在上述條件下，可以將加壓成形模具成型面的形狀精確傳遞給玻璃，並可以取出該精密加壓成形產品而不使其變形。
(精密加壓成形2)
精密加壓成形2是這樣一種方法，其中將預熱的預成形物引入到預熱的加壓成形模具中來進行精密加壓成形。
根據精密加壓成形2，在引入到加壓成形模具中之前預熱上述預成形物，因此可以製造沒有表面缺陷且具有優異表面精度的光學元件，同時降低了周期時間。
較佳為將預熱加壓成形模具的溫度設置在比預熱預成形物的溫度低的溫度下。因為將預熱加壓成形模具的溫度設定在較低的溫度下，因此可以降低加壓成形模具的磨損。
在精密加壓成形2中，較佳為將構成預成形物的玻璃加熱至該玻璃顯示109 dPa．s或更低，更較佳為109 dPa．s的黏度時的溫度。
而且，較佳為，在使上述預成形物飄浮的同時預熱它，更較佳為乃將該預成形物預熱至構成該預成形物的玻璃顯示105 . 5 －109 dPa．s的黏度時的溫度，更加較佳為預熱至上述玻璃顯示至少105 . 5 dPa．s但低於109 dPa．s的黏度時的溫度。
而且，較佳為開始壓制同時或在進行壓制的過程中開始冷卻玻璃。
將加壓成形模具的溫度調整至比上述預熱預成形物的溫度低的溫度，但可以使用上述玻璃顯示109 －101 2 dPa．s的黏度時的溫度作為目標。
在此方法中，較佳為，在將該精密加壓成形產品冷卻至上述玻璃具有至少101 2 dPa．s的黏度時的溫度後，從模型取出該精密加壓成形產品。
從加壓成形模具取出通過精密加壓成形獲得的光學元件，並根據需要逐漸冷卻它。當模製產品是諸如透鏡這樣的光學元件時，模製產品表面可以根據需要塗布光學薄膜。
本發明提供的製造光學元件的方法如上所述。除了上述方法之外，例如，可以通過使熔融玻璃流出，從而形成玻璃成型體，退火它，然後機械加工它來製造本發明的光學元件。例如，沿與柱的軸垂直的方向切片上述圓柱棒狀玻璃成型體，並且研磨並抛光得到的柱狀玻璃。用這樣的方式可以製造光學元件如各種透鏡。
實施例
在下文中，將參考實施例更詳細地說明本發明，雖然本發明並不受這些實施例的限制。
使用相應於玻璃成分的磷酸鹽、氟化物等作為玻璃用原材料。稱量這些原材料以獲得具有表1中所示組成的玻璃，充分混合這些原材料，將混合物置於鉑坩堝中。在電爐中、在850－950℃的溫度下、在大氣中、在加熱同時進行攪拌下熔融該混合物1－3小時。將均化並澄清的玻璃熔體模鑄到由碳製成的40×70×15 mm的模型中。將模鑄的玻璃逐漸冷卻至玻璃轉變溫度，此後立刻將其引入到退火爐中，在該轉變溫度附近的溫度下退火1小時。在退火爐中，將玻璃逐漸冷卻至室溫。用這樣的方式，獲得表1－1和1－2中所示的光學玻璃。
通過用顯微鏡來放大這樣獲得的玻璃來觀察它們，發現沒有晶體析出或沒有殘留的未熔融材料。
通過以下方法測量上述獲得的光學玻璃的折射率(Nd )、阿貝數(vd )、玻璃轉變溫度(Tg)和顯示30 dPa．s的黏度時的溫度。表1顯示了結果。
(1)折射率(Nd )和阿貝數(vd )測量通過以－30℃/小時的速率逐漸冷卻獲得的光學玻璃。
(2)玻璃轉變溫度(Tg)用Rigaku Corporation提供的熱力學分析裝置(商品名：Thermoplas TMA 8310)，在4℃/分鐘的升溫速率下測量光學玻璃。
(3)玻璃顯示30 dPa．s的黏度時的溫度根據JIS Z8803的黏度測量方法，用同軸雙旋轉圓筒形旋轉黏度計(Tokyo Kogyo K.K.提供的高溫黏度測量裝置RHEOTRONIC II(改進型))進行測量。為了確定顯示30 dPa．s的黏度時的溫度，使用這樣一種方法是容易且簡單的，其中測量玻璃在各個不同溫度下的黏度，製備說明黏度與溫度之間關係的曲線圖，由該曲線圖讀出顯示30 dPa．s的黏度時的溫度。
如表1－1和1－2所示，所有的玻璃都具有預定的折射率、阿貝數和玻璃轉變溫度，並顯示優異的低溫軟化能力和可熔性，因此它們適合作為精密加壓成形用光學玻璃。
然後，使具有表1－1和1－2中所示組成的、澄清並均化的熔融玻璃流出由鉑合金製造的、溫度調整至可以使該玻璃穩定流出而不失透的溫度範圍內的管子，通過滴落或通過以下方法分離具有預定預成形物重量的熔融玻璃塊，在所述方法中，支援熔融玻璃的前端並使支撐物迅速向下運動以分離玻璃塊。然後，用在底部具有排氣口的接收模型接收獲得的熔融玻璃塊，將該玻璃塊成型為加壓成形用預成形物，同時從排氣口排出氣體。以上述方式製造預成形物，而關於預成形物的形狀，預成形物具有通過調整並設置分離熔融玻璃的間隔而提供的球形或扁球形的形狀。每個這樣獲得的預成形物的重量都準確地與設定值一致，並且所有的預成形物都具有光滑的表面。
為了採取所有可能的措施來保證預成形物沒有殘留的條紋，將每個成型並退火的預成形物完全浸于作為蝕刻溶液的鹽酸溶液中以除去各個預成形物的整個表面，清潔並乾燥這些預成形物以形成光學上均勻的預成形物。
在另一種方法中，根據已知的方法研磨並抛光每個成型的球形預成形物的整個表面以除去整個表面，由此獲得光學上均勻的預成形物。
單獨地，獨立地將每種熔融玻璃模鑄到鑄模中以將它們成型為片狀玻璃或柱狀棒的形狀，退火該成型的玻璃。然後，切割各個成型的玻璃以獲得玻璃片，研磨並抛光該玻璃片以形成各自整個表面都是光滑的預成形物。
用圖1所示的壓制裝置精密加壓成形這樣獲得預成形物以產生非球面透鏡。具體地說，將預成形物4放在具有上模具1、下模具2和胴部模具3的加壓成形模具的下模具2與上模具1之間。然後，使石英管11內呈氮氣環境，電驅動加熱器12來加熱石英管11的內部。將加壓成形模具內部的溫度設置呈成形玻璃為顯示108 －101 0 dPa．s的黏度時的溫度，在保持此溫度的同時，壓棒13向下運動以壓制上模具1，從而壓制放入加壓成形模具中的預成形物。壓制在8 MPa的壓力下進行30秒。壓制後，除去該壓制壓力，並在通過加壓成形獲得的玻璃模製產品與下模具2和上模具1接觸的狀態下，將該玻璃模製產品逐漸冷卻至該玻璃顯示101 2 dPa．s或更高黏度的溫度。然後，將該玻璃模製產品迅速冷卻至室溫，並從加壓成形模具中取出，從而產生非球面透鏡。以上述方式獲得的非球面透鏡具有非常高的表面精度。
在圖1中，參考數字9表示支持棒，參考數字位10表示下模具和胴部模具用支持部，參考數位14表示熱電偶。
由精密加壓成形獲得的非球面透鏡根據需要具有增透膜。
通過與上述方法不同的以下方法精密加壓成形與上述預成形物相同的預成形物。在此方法中，首先，將預成形物預熱至構成該預成形物的玻璃具有108 dPa．s的黏度時的溫度，同時使該預成形物漂浮。獨自地，將具有上模具、下模具和胴部模具的加壓成形模具加熱至構成上述預成形物的玻璃具有109 －101 2 dPa．s的黏度時的溫度。將上述預熱預成形物引入到加壓成形模具的腔中，並在10 MPa下精密加壓成形。在開始壓制的同時，開始冷卻玻璃和加壓成形模具，並繼續直至模製的玻璃具有101 2 dPa．s或更高的黏度，然後從加壓成形模具中取出模製的產品，從而產生非球面透鏡。按照這種方式獲得的非球面透鏡具有顯著高的表面精度。
由精密加壓成形獲得的非球面透鏡根據需要具有增透膜。按照上述方式，以高的精度極高效地製造內部質量高的光學元件。
〔產業實用性〕
根據本發明，可以獲得具有低色散性能並具有低的玻璃轉變溫度的光學玻璃和具有低溫軟化性能、能夠進行精密加壓成形的光學玻璃，可以將上述光學玻璃用於製造加壓成形用預成形物，並進一步用於製造光學元件如各種透鏡。
1．．．上模具
2．．．下模具
3．．．胴部模具
4．．．預成形物
9．．．支持棒
10．．．支持部
11．．．石英管
12．．．加熱器
13．．．壓棒
14．．．熱電偶
圖1是本發明實施例中使用的精密加壓成形裝置的示意圖。
2．．．下模具
3．．．胴部模具
4．．．預成形物
9．．．支持棒
10．．．支持部
11．．．石英管
12．．．加熱器
13．．．壓棒
14．．．熱電偶

Claims (19)

  1. 一種光學玻璃，其特徵乃作為必需陽離子成分，包括P5+ 及Al3+ 、二種以上選自Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 和Ba2+ 之二價陽離子成分(R2+ )，和Li+ ；以陽離子%表示時，含有10-45%的P5+ 、5-30%的Al3+ 、0-20%的Mg2+ 、0-25%的Ca2+ 、0-30%的Sr2+ 、0-33%的Ba2+ 、1-30%的Li+ 、0-10%的Na+ 、0-10%的K+ 、0-5%的Y3+ 和0-15%的B3+ 、之同時，由對於F- 與O2- 之合計量而言之F- 含量的莫爾比F- /(F- +O2- )為0.25-0.85之氟磷酸玻璃所成，折射率(Nd)為1.40-1.58，阿貝數(v d)為67-90，具有在於兩面為平坦且相互平行之厚度10mm之試料，從對於前述兩面呈垂直之方向，入射光線時之波長400nm~2000nm之透過率(排除試料表面之反射損失)為80%以上之光透過率特性。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學玻璃，其中，作為二 價陽離子成分(R2+ )，含有Ca2+ 、Sr2+ 和Ba2+ 中的至少兩種。
  3. 如申請專利範圍第1項之光學玻璃，其中，二價陽離子成分(R2+ )之Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 和Ba2+ 的合計含量為1陽離子%以上。
  4. 如申請專利範圍第1項之光學玻璃之光學玻璃，其中，二價陽離子成分(R2+ )之Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 和Ba2+ 之含量，乃各為1陽離子%以上。
  5. 一種光學玻璃，其特徵乃氟磷酸玻璃，顯示30 dPa．s的黏度之溫度為在700℃以下。
  6. 如申請專利範圍第5項之光學玻璃，其中，含有1-30陽離子%的Li+ 。
  7. 如申請專利範圍第1項或第5項之光學玻璃，其中，使用於精密加壓成形者。
  8. 一種加壓成形用預成形物，其特徵乃由如申請專利範圍第1項或第5項之光學玻璃所成的。
  9. 一種加壓成形用預成形物，其特徵乃由玻璃轉變溫度為450℃以下的氟磷酸光學玻璃所成，供於精密加壓成形者。
  10. 如申請專利範圍第8項或第9項之加壓成形用預成形物，其整個表面是通過使熔融狀態的玻璃固化形成的。
  11. 一種加壓成形用預成形物之製造方法，其特徵乃使熔融玻璃流出管子，分離期望重量的熔融玻璃塊，和將 該玻璃塊在玻璃冷卻過程中，成型為如申請專利範圍第8項或第9項的預成形物。
  12. 如申請專利範圍第11項之加壓成形用預成形物之製造方法，其中，在前述預成形物之成形後，將預成形物表面，經由蝕刻除去。
  13. 如申請專利範圍第11項的加壓成形用預成形物之製造方法，其中，在前述預成形物之成形後，將預成形物表面，經由研磨加工加以除去。
  14. 一種加壓成形用預成形物之製造方法，其特徵乃成形熔融玻璃，製作玻璃成型體，機械加工該玻璃成型體，製造如申請專利範圍第8項或第9項之預成形物。
  15. 一種光學元件，其特徵乃由如申請專利範圍第1項或第5項之光學玻璃所成。
  16. 一種光學元件之製造方法，其特徵乃加熱如申請專利範圍第8項或第9項之預成形物或經由如申請專利範圍第11項或第14項之方法所製造的預成形物，而加以精密加壓成形者。
  17. 如申請專利範圍第16項之光學元件之製造方法，其中，於加壓成形導入前述預成形物，一起加熱前述加壓成形模具和預成形物，而進行精密加壓成形。
  18. 如申請專利範圍第16項之光學元件之製造方法，其中，於預熱之加壓成形模具中，導入在熱之預成形物，而進行精密加壓成形。
  19. 如申請專利範圍第1項之光學玻璃，其中P5+ 、 Al3+ 、Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 、Li+ 、及Y3+ 的總含量超過98%陽離子。
TW095111028A 2005-03-30 2006-03-29 光學玻璃、加壓成形用預成形物、和該製造方法、及光學元件和該製造方法 TWI411590B (zh)

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TW095111028A TWI411590B (zh) 2005-03-30 2006-03-29 光學玻璃、加壓成形用預成形物、和該製造方法、及光學元件和該製造方法

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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060252775A1 (en) * 2005-05-03 2006-11-09 Henderson Samuel T Methods for reducing levels of disease associated proteins
JP5004202B2 (ja) * 2005-09-14 2012-08-22 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームおよび光学素子
JP2008137877A (ja) * 2006-12-05 2008-06-19 Hoya Corp 光学ガラスおよび光学素子
EP2119682B1 (en) 2007-03-06 2017-01-18 Hoya Corporation Optical glass, preform for press forming, optical element, and processes for producing these
CN101544468B (zh) * 2008-03-28 2013-05-01 Hoya株式会社 氟磷酸玻璃、精密模压成形用预成形件、光学元件坯料、光学元件以及它们的制造方法
JP5063537B2 (ja) * 2008-03-28 2012-10-31 Ｈｏｙａ株式会社 フツリン酸ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ブランクおよび光学素子とそれら製造方法
CN101544469B (zh) * 2008-03-28 2014-01-01 Hoya株式会社 氟磷酸玻璃、精密模压成形用预成形件、光学元件坯料、光学元件以及它们的制造方法
JP5115984B2 (ja) * 2008-03-28 2013-01-09 Ｈｏｙａ株式会社 フツリン酸ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子とそれぞれの製造方法
JP5069649B2 (ja) 2008-03-28 2012-11-07 Ｈｏｙａ株式会社 フツリン酸ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ブランクおよび光学素子とそれら製造方法
JP5188269B2 (ja) 2008-05-30 2013-04-24 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子およびそれらの製造方法
JP5116616B2 (ja) * 2008-09-04 2013-01-09 Ｈｏｙａ株式会社 フツリン酸ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子およびそれらの製造方法
JP5224979B2 (ja) * 2008-09-04 2013-07-03 Ｈｏｙａ株式会社 プリフォームロットならびに光学素子の製造方法
CN101514079B (zh) * 2009-03-27 2012-05-02 成都光明光电股份有限公司 氟磷酸盐光学玻璃
JP2010235429A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Ohara Inc 光学ガラス、光学素子及びプリフォーム
JP5558755B2 (ja) * 2009-08-06 2014-07-23 株式会社オハラ 光学ガラス、光学素子及びプリフォーム
WO2011024270A1 (ja) 2009-08-26 2011-03-03 Hoya株式会社 フツリン酸ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子およびそれらの製造方法ならびにガラス成形体の製造方法
JP5689736B2 (ja) * 2010-06-02 2015-03-25 株式会社オハラ 光学ガラス、光学素子およびプリフォーム
JP5660846B2 (ja) * 2010-10-14 2015-01-28 Hoya株式会社 フツリン酸塩ガラス、プレス成型用ガラス素材、光学素子それぞれの製造方法。
TWI555717B (zh) * 2010-12-23 2016-11-01 史考特公司 氟磷酸鹽玻璃
JP5695444B2 (ja) * 2011-02-28 2015-04-08 Hoya株式会社 プリフォームロットならびに光学素子の製造方法
JP5801773B2 (ja) * 2011-08-11 2015-10-28 Hoya株式会社 フツリン酸ガラス及びその製造方法並びに近赤外光吸収フィルター
CN105016619B (zh) * 2014-04-22 2018-02-16 成都光明光电股份有限公司 氟磷酸盐光学玻璃
JP6143706B2 (ja) * 2014-04-25 2017-06-07 株式会社オハラ 光学ガラス、光学素子及びプリフォーム
CN104058596B (zh) * 2014-06-25 2016-07-13 中国科学院上海光学精密机械研究所 掺镱氟磷-磷酸盐异质光纤预制棒玻璃及其制备方法
JP6480722B2 (ja) * 2014-12-10 2019-03-13 Hoya株式会社 ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子
CN106145668B (zh) 2016-06-24 2019-01-04 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃、光学预制件和光学元件
JP6961547B2 (ja) * 2017-08-02 2021-11-05 Hoya株式会社 光学ガラスおよび光学素子
KR102131289B1 (ko) * 2018-12-31 2020-07-07 윤헌플러스(주) 비구면 렌즈 성형장치
CN111484249B (zh) * 2019-01-25 2022-02-25 成都光明光电股份有限公司 氟磷酸盐玻璃、玻璃预制件、光学元件及具有其的光学仪器
CN109626821B (zh) * 2019-01-25 2020-12-01 成都光明光电股份有限公司 氟磷酸盐玻璃、玻璃预制件、光学元件及具有其的光学仪器
CN112010554B (zh) * 2019-05-31 2022-04-12 成都光明光电股份有限公司 氟磷酸盐玻璃、玻璃预制件、光学元件及具有其的光学仪器
CN112010556B (zh) * 2019-05-31 2022-04-22 成都光明光电股份有限公司 氟磷酸盐玻璃、玻璃预制件、光学元件及具有其的光学仪器
KR20230086079A (ko) 2021-12-08 2023-06-15 한국세라믹기술원 고굴절 광학유리 및 그 제조방법
KR20230086071A (ko) 2021-12-08 2023-06-15 한국세라믹기술원 유리몰딩프레스가 가능한 광학유리 및 그 제조방법
KR20240053169A (ko) 2022-10-17 2024-04-24 한국세라믹기술원 몰드 성형 광학 유리 및 그 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040082460A1 (en) * 2002-07-05 2004-04-29 Hoya Corporation Near-infrared light-absorbing glass, near-infrared light-absorbing element, near-infrared light-absorbing filter, and method of manufacturing near-infrared light-absorbing formed glass article, and copper-containing glass

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US781243A (en) * 1904-10-12 1905-01-31 Sedgefield Thompson Foldable truck.
FR1146032A (fr) 1955-01-29 1957-11-05 Jenaer Glaswerk Schott & Gen Verre à base de fluorure, exempt de glucinium et contenant du phosphate
JPS5018006B1 (zh) * 1966-06-25 1975-06-25
JPS508446B1 (zh) * 1969-05-24 1975-04-04
DE2231238C3 (de) * 1972-06-26 1975-02-06 Ernst Leitz Gmbh, 6330 Wetzlar In relativ großen Mengen erschmelzbares Fluorophosphatglas
JPS53105517A (en) * 1977-02-28 1978-09-13 Hoya Glass Works Ltd Fluorophosphate laser glass
JPS55144448A (en) * 1979-04-24 1980-11-11 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Fluorophosphate optical glass
JPS5814379B2 (ja) * 1979-09-19 1983-03-18 株式会社 保谷硝子 弗燐酸塩系レ−ザ−ガラス
DD156054A3 (de) * 1980-08-04 1982-07-28 Doris Ehrt Optische fluorophosphatglaeser im bereich von n tief e=1,43-1,48 und v tief e=92-82
US4973345A (en) * 1987-10-13 1990-11-27 British Telecommunications Public Limited Company Surface treatments for optical fibre preforms
JPH0643254B2 (ja) * 1988-02-29 1994-06-08 ホーヤ株式会社 弗燐酸塩ガラス
US5242868A (en) * 1988-02-29 1993-09-07 Hoya Corporation Fluorophosphate glass
DE3821859C1 (zh) 1988-06-29 1989-11-23 Wild Leitz Gmbh, 6330 Wetzlar, De
JP2726078B2 (ja) * 1989-01-31 1998-03-11 ホーヤ株式会社 近赤外線吸収フィルターガラス
JPH05238775A (ja) * 1992-02-24 1993-09-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> フツリン酸塩ガラス単一モードファイバ
FR2688929B1 (fr) 1992-03-23 1994-05-20 Xeram Procede d'obtention d'inserts ceramiques isolants par empilement multicouches.
JP4179641B2 (ja) * 1994-10-31 2008-11-12 株式会社住田光学ガラス Ｔｂ又はＥｕを含有するフツ燐酸塩蛍光ガラス
JPH0952731A (ja) * 1995-08-15 1997-02-25 Hoya Corp 弗燐酸系ガラス、このガラスを用いた光ファイバ及びその製造方法
JPH09211505A (ja) * 1996-01-30 1997-08-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバ増幅器
JP3823402B2 (ja) * 1996-11-13 2006-09-20 フジノン株式会社 弗燐酸系光学ガラスの射出成形方法
US7151064B2 (en) * 2001-10-30 2006-12-19 Sumita Optical Glass, Inc. Optical glass suitable for mold forming
JP3973410B2 (ja) * 2001-11-26 2007-09-12 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラスおよび光学部品
JP3965352B2 (ja) * 2002-10-16 2007-08-29 Ｈｏｙａ株式会社 銅含有ガラス、近赤外光吸収素子および近赤外光吸収フィルター
JP4169545B2 (ja) * 2002-07-05 2008-10-22 Ｈｏｙａ株式会社 近赤外光吸収ガラス、近赤外光吸収素子、近赤外光吸収フィルターおよび近赤外光吸収ガラス成形体の製造方法
JP4165703B2 (ja) * 2003-09-01 2008-10-15 Ｈｏｙａ株式会社 精密プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法
JP4493417B2 (ja) * 2004-06-09 2010-06-30 Ｈｏｙａ株式会社 半導体パッケージの窓用ガラス、半導体パッケージ用ガラス窓および半導体パッケージ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040082460A1 (en) * 2002-07-05 2004-04-29 Hoya Corporation Near-infrared light-absorbing glass, near-infrared light-absorbing element, near-infrared light-absorbing filter, and method of manufacturing near-infrared light-absorbing formed glass article, and copper-containing glass

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KR101278435B1 (ko) 2013-06-24
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